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        MXT2003在智能安防家居系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

        2014-04-29 07:06:51黃宗強(qiáng)許全君薛柏慧潘林冰
        電子世界 2014年19期
        關(guān)鍵詞:遠(yuǎn)程監(jiān)控智能

        黃宗強(qiáng) 許全君 薛柏慧 潘林冰

        【摘要】隨著時代的發(fā)展,越來越多的人們使用信息電器,而根據(jù)國內(nèi)的情況,設(shè)計一款高效率、低成本的遠(yuǎn)程控制智能安防家居系統(tǒng) 是時代的需求,讓更多的人舒適、便捷、安全的對家居電器等進(jìn)行有效率的安全監(jiān)控。本系統(tǒng)主控制器采用STM32模塊,通信模塊采用GSM移動模塊,通過MXT2003模塊采集模擬數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。家庭安防嵌入式遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要功能要求是能讓主人隨時知道家中的安防情況和遠(yuǎn)程監(jiān)控家中電器設(shè)備的狀態(tài)。

        【關(guān)鍵詞】MXT2003;智能;遠(yuǎn)程監(jiān)控;STM32模塊

        在20世紀(jì)70年代,國外許多國家也開始對家庭網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究。自從世界上第一幢智能建筑于1984年在美國出現(xiàn)后,美國、加拿大、歐洲、澳大利亞和東南亞等經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的國家先后提出了各種智能家居安防的方案。智能家居在美國、德國、新加坡、日本等國都有廣泛應(yīng)用。美國電子工業(yè)協(xié)會于1998年編制了第一個適用于家庭住宅的電氣設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),及《家庭自動化系統(tǒng)與通訊標(biāo)準(zhǔn)》。

        隨著我國信息技術(shù)的迅速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)和信息家電已越來越多地出現(xiàn)在人們的生活之中,而這一切發(fā)展的最終目標(biāo)都是給人類提供一個舒適、便捷、高效、安全的生活環(huán)境。而隨著我國GSM、 GPS模塊等的成熟發(fā)展以及廣泛應(yīng)用,智能安防家居系統(tǒng)也就應(yīng)運(yùn)而生。

        圖1 家庭安防嵌入式遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)組成部分

        圖2 系統(tǒng)整體設(shè)計框圖

        1.智能安防家居系統(tǒng)應(yīng)用需求

        (1)利用GSM模塊,短信設(shè)置防盜門密碼;(2)利用煙霧報警模塊,監(jiān)控煤氣是否泄漏情況;(3)利用無線紅外監(jiān)測模塊,監(jiān)測是否有小偷或不法分子進(jìn)入室內(nèi);(4)MXT2003實(shí)時采集模擬信號,監(jiān)控家居電器使用情況;(5)利用GSM,遠(yuǎn)程控制各個角落LED的亮滅;(6)利用GSM,遠(yuǎn)程控制家庭用電設(shè)備啟動、停止;(7)利用GSM,遠(yuǎn)程監(jiān)控家庭電器設(shè)備運(yùn)行狀態(tài);(8)TFT彩屏液晶顯示,家居智能觸摸鍵控。

        2.總體方案設(shè)計

        智能安防家居系統(tǒng)的組成可以劃分為以下幾個部分,如圖1所示。整個系統(tǒng)由家庭安防監(jiān)控控制器、信息家用電器、遠(yuǎn)程監(jiān)控終端組成??刂破魇窍到y(tǒng)的核心,主要由中央處理器、移動通信模塊(GSM模塊)、語音錄放模塊、繼電器控制電路模塊等模塊組成。然后通過串口、I/O端口接上各種功能的傳感器實(shí)現(xiàn)各種不同功能的安全監(jiān)控與警報。系統(tǒng)的整體設(shè)計框圖如圖2所示。

        2.1 軟件設(shè)計

        系統(tǒng)軟件采用分層設(shè)計,包括硬件設(shè)備驅(qū)動層、操作系統(tǒng)層、應(yīng)用程序接口層和應(yīng)用軟件層。系統(tǒng)軟件框架如圖3所示。

        圖3 智能安防家居網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)軟件框架

        操作系統(tǒng)選擇小型的實(shí)時操作系統(tǒng)μC/OS-II是基于以下幾方面的考慮:完全免費(fèi)的內(nèi)核、公開的源代碼、系統(tǒng)內(nèi)核實(shí)用性強(qiáng)、可靠性高,操作系統(tǒng)內(nèi)核對處理器以及ROM、RAM資源的要求不高,利于在32位微處理器上移植。TCP/IP協(xié)議分為4層:鏈路層(ARP協(xié)議)、網(wǎng)絡(luò)層(IP協(xié)議、ICMP協(xié)議)、傳輸層(TCP協(xié)議、UDP協(xié)議)、應(yīng)用層(HTTP協(xié)議)。本系統(tǒng)的TCP/IP協(xié)議棧選擇uIP1.0;圖形用戶界面選擇μCGUI,模數(shù)采集模塊選用MXT2003。

        2.2 硬件設(shè)計

        整個系統(tǒng)的硬件設(shè)計框圖如圖4所示,由電源模塊、人機(jī)交互模塊、主控模塊、移動通信模塊、設(shè)備控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、語音錄放模塊,人體紅外監(jiān)測模塊等電路組成。此系統(tǒng)的設(shè)計目的是能智能化控制家用電器,并且能實(shí)時了解家庭安防情況,分收、發(fā)兩個模塊?!鞍l(fā)送”模塊由用戶通過移動設(shè)備發(fā)送短信到主控器,主控器對用戶的指令進(jìn)行分析和識別,然后按照指令內(nèi)容控制相應(yīng)電器工作或停止?!敖邮铡蹦K由數(shù)據(jù)采集設(shè)備對當(dāng)前安防采集數(shù)據(jù)并發(fā)到主控器,主控器對收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和識別,然后將當(dāng)前家庭安防狀況反饋給用戶。用戶可以通過手機(jī)發(fā)不同指令控制各種模塊。

        圖4 家庭安防系統(tǒng)的硬件設(shè)計框圖

        3.結(jié)束語

        此次設(shè)計完成了系統(tǒng)方案論證、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、調(diào)試等工作,最終系統(tǒng)功能得以圓滿完成。系統(tǒng)具有功能多、應(yīng)用廣、穩(wěn)定性強(qiáng)、性價比高等特點(diǎn)。系統(tǒng)的成功設(shè)計使得以STM32控制器和MXT2003模塊為核心的智能安防家居系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)變得更加便捷,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。家庭安防嵌入式遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)還能應(yīng)用與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,實(shí)現(xiàn)對無人值守崗位的遠(yuǎn)程控制和安全報警等,在智能安防領(lǐng)域具有重大的實(shí)際意義。

        參考文獻(xiàn)

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